Сортамент (види) швелерів і їх основні характеристики

Щоб забезпечити міцність і архітектурно-художню варіативність зварних та залізобетонних конструкцій при оптимальному навантаженні на фундамент, часто використовується металевий швелер. Його сортамент досить різноманітний, а сфера застосування дуже широка. Розглянемо ж більш детально його особливості та переваги.

Що таке швелер?

Сталевий швелер – це різновид фасонного металевого прокату загального та спеціального призначення, що має характерну П-подібну форму перетину. Відповідно в профілі розрізняють центральну стінку й бічні полиці.

Для виробництва цього металопрокату можуть використовуватися вуглецеві та низьколеговані марки сталі. Здатність зварюватись, різатися й клепатися в поєднанні з досить високою жорсткістю та механічною міцністю зумовили широке застосування швелерного прокату в різних галузях та його різноманітний сортамент. 

Види швелерів за формою і розміром

Як конструктивний й будівельний матеріал швелер розміри має дуже варіативні. І до того ж він виробляється в різних формах та видах.

П-подібний

Це базовий швелер – сортамент його включає П-подібний швелер з паралельними й похилими внутрішніми гранями полиць. Висота профілю може бути від 50 до 400 мм, а довжина стінок – від 32 до 115 мм.

Конфігурація внутрішніх граней безпосередньо впливає на параметри жорсткості й стійкості до статичних та динамічних деформацій. Тому замінювати прокат з паралельними сторонами полиць на профіль з похилими гранями самовільно й без виконання розрахунків заборонено. Це може призвести до необґрунтованого подорожчання проекту або критично знизити службові властивості обладнання і міцність конструкцій.

Існує уніфікована практика використання номерної класифікації швелерного металопрокату, де номер – це висота стінки. Для позначення профілю в маркуванні додатково прописується буквений символ.

Умовні позначення 

Завдяки простій П-подібній формі швелер металевий характеризується оптимальним поєднанням низької металоємності, міцності й доступної вартості. А також:

• високою несучою здатністю;
• гарною зварюваністю й оброблюваністю;
• стабільністю роботи на статичних й динамічних навантаженнях;
• стійкістю до поздовжнього й поперечного вигину та інших деформацій;
• універсальністю, адже купити швелер можна для використання в інжинірингу, будівництві, агротехнічному комплексі та комунальному господарстві.

Для будівельних конструкцій, що зводяться із застосуванням П-подібного профілю, дуже складно прорахувати базові геометричні характеристики. Тому в довідниках для швелера металевого наводяться основні розміри (висота профілю, товщина і ширина полиць, товщина стінки) та обов'язково вказуються радіуси заокруглень й моменти інерції (J), опору (W) і статичні (S).

Т-подібний

Для механіків й будівельників буде цікаво дізнатися, що таке швелер з Т-подібною формою перетину, адже у вітчизняному інжинірингу даного поняття не існує. Цей термін прийшов до нас з міжнародної практики й скоріше є некоректним перекладом терміну «тавр».

Застосовують його дуже рідко. Більш широко серед покупців та продавців стало використовуватися поняття «швелер двотавровий», що означає вид прокату з Н-подібною формою. У нас його прийнято називати двотавром, а виробляється він прокатним або звареним зі смугової сталі й П-подібного профілю. Можливо, саме через останній варіант й стали використовувати термін «подвійний швелер», хоча з точки зору інженерії та опору матеріалів це не зовсім коректно.

Види швелерів за способом виготовлення

Сучасні технології дозволяють використовувати для виробництва швелерного прокату методи холодної деформації й гарячої обробки металів тиском. При цьому спосіб виготовлення безпосередньо визначає особливості геометрії профілю швелера та технічні характеристики:

• міцність;
• стійкість до вигину й кручення;
• жорсткість.

Гарячекатані

Процес виготовлення відбувається на сортових станах гарячої прокатки. Пластична деформація дозволяє надати профілю необхідну форму й забезпечити однорідність структури металу. Тому гарячекатаний швелер характеризується поліпшеними службовими та властивостями міцності.

Таким способом виробляють швелери з паралельними та похилими гранями полиць. А також прокат полегшеної, економічної та спеціальної серії. Останній уявляє собою посилений швелер, призначений для застосування в автомобіле- й вагонобудуванні. Виготовляють його також методом гарячої прокатки, тільки замість типових калібрів використовуються спеціальні.

Гнуті

Для їх виробництва використовуються профілезгинальні верстати та холодно- або гарячекатана рулонна сталь вуглецевих й низьколегованих марок. Холодний спосіб обробки металу тиском виключає наявність термічних напружень в структурі та дозволяє нівелювати технологічні дефекти. Тому через особливості технології на відміну від гарячекатаного прокату профіль гнутого швелеру характеризується:

• округлою формою зовнішніх кутів;
• ідентичною товщиною по всьому перетину;
• більш низькими параметрами міцності й більш високою якістю поверхні.

Відповідно ДСТУ 8806/ГОСТ 8281 гнутий швелер виготовляється в трьох класах точності:

• А – високій;
• Б – підвищеній;
• В – звичайній.

Гнуті рівнополочний

Виготовляються відповідно до ДСТУ 8806 та мають однакову ширину полок. Також виготовляются методом холодної пластичної деформацї.

Гнуті з різними полками

Виробляються відповідно ГОСТ 8281 й мають різну ширину полок. Також продукт, виготовленний на профілезгнильних верстатах, але у порівнянні з іншими видами швелерного прокату є більш легкою модифікацією. 

Типи швелерів

Враховуючи масовість й варіативність використання, для швелера довжина має особливе значення. І металевий швелер, звичайно ж, класифікується з урахуванням цього параметра.

Швелери мірної довжини

Прокат, має чітко встановлену довжину в інтервалі від 4 до 12 метрів. Кривина не повинна перевищувати 0,2%, а відхилення від заданого розміру можуть становити не більше 40 мм для шестиметрових відрізків та не більше 80 мм для більш довгих.

Швелери кратної мірної довжини

Такий металопрокат ріжеться на відрізки певного розміру. Для профілю високої точності відхилення не повинні перевищувати 30 мм для шестиметрових фрагментів та 5 мм для виробів довжиною понад 6 метрів.

Немірні швелери

У цю категорію автоматично зараховуються металовироби довжиною менше трьох метрів. Але в цілому таке визначення має на увазі наявність в пачці прокату абсолютно різної довжини.

Область застосування швелерів

У матеріалознавстві існує кілька факторів, що обумовлюють необхідність застосування того чи іншого матеріалу. Основними є надійність, економічність, матеріаломісткість. Швелер металевий цілком відповідає цим вимогам та з'єднується в вузлові й стикові сполучення за допомогою зварювання, болтів та заклепок. Тому він знаходить масове застосування в різних сферах.

Армування

Металевий швелер широко використовується в монолітному будівництві та при заливці фундаментів, несучих стін, сходових прольотів й прогонових перекриттів. Він характеризується високою адгезією з цементним та бетонним розчином, дозволяє знизити вагу армованої конструкції при одночасному забезпеченні високої міцності. Особливо його застосування значно спрощує створення пальо-ростверкових фундаментів і армуючого зміцнення укосів та опускних колодязів.

Виготовлення об'єктів

Швелер металевий дозволяє застосовувати принцип раціонального конструювання перетину балки, заснований на вилучення матеріалу зі слабонапружених точок й додаванні його в місця високих напружень. Тому його широко використовують як самостійну консольну балку та для створення зварних двотаврових та коробчастих балок, стійок та колон.

Підкранові колії, естакади, опори високовольтних ліній, офшорні платформи, мостові конструкції, вежі й щогли зв'язку та телерадіомовлення, технічні резервуари – це лише мала частка об'єктів, що виготовляються із застосуванням П-подібного профілю. Гарячекатаний швелер та двотавровий прокат широко використовуються при створенні допоміжних й малонавантажених елементів та основних зварних конструкцій, що працюють:

• на статичне навантаження при присутності розтягуючих напружень;
• в умовах динамічних або циклічних рухомих навантажень;
• на стискаюче статичне навантаження.

Для посилення на прогин п-подібний профіль досить часто зварюють у стик накладками. Такий подвійний швелер також широко використовується для створення перекриттів та жорстких зв'язків. Найбільш він ефективний для перекриттів будівель з великим ухилом. Гнутий швелер використовується при створенні швидкомонтованих та блокових будівель, перемичок й перегородок, а також огорож й парканів.

Промисловість

Швелер з ухилом внутрішніх полиць й з паралельними гранями затребуваний при виробництві та ремонті залізничного рухомого складу, а також в автомобіле- й суднобудуванні. Його використовують для станин технологічного й верстатного обладнання, деталей вантажопідіймальних агрегатів й машин, підлогових транспортних механізмів й рольгангів.

Щоб більш детально дізнатися якісні характеристики сталевого фасонного прокату, а також купити метал оптом або в роздріб, ви можете зв'язатися з менеджерами металоцентрів «Метінвест-СМЦ» за телефоном 0800-30-30-70. Вони нададуть розширені консультації про товар, погодять всі деталі замовлення та проконтролюють відвантаження й доставку металу адресату.